《遙感導(dǎo)論》 第四章1

第四章遙感圖像處理4.1光學(xué)原理與光學(xué)處理4.2數(shù)字圖像的校正4.3數(shù)字圖像增強(qiáng)4.4多源信息復(fù)合4.1光學(xué)原理與光學(xué)處理1顏色的性質(zhì)和顏色立體2加色法與減色法補(bǔ)充：遙感數(shù)字影像的表現(xiàn)形式：黑白影像與彩色影像光學(xué)處理（了解）4.1.1顏色視覺(jué)——光和顏色

電磁波譜中0.38-0.76m的波段能引起人的視覺(jué)，稱(chēng)為可見(jiàn)光,

簡(jiǎn)稱(chēng)光可見(jiàn)光加上紫外和紅外部分來(lái)自原子和分子的發(fā)光輻射，稱(chēng)為光學(xué)輻射-----光學(xué)遙感光與色有什么不同？光是色的源泉，色是光的表現(xiàn)?！拔骞馐?.1.1顏色視覺(jué)(一)——亮度對(duì)比亮度對(duì)比：視場(chǎng)中對(duì)象與背景的亮度差與背景亮度之比

C=（L對(duì)象-L背景）/L背景選擇適宜的對(duì)象及背景的亮度，可以提高對(duì)比，從而提高視覺(jué)效果。兩個(gè)或多個(gè)對(duì)象間的對(duì)比，即C=

L對(duì)象/L對(duì)象亮度對(duì)比例子

高度對(duì)比度合適亮度對(duì)比度過(guò)量4.1.1顏色視覺(jué)（一）——顏色對(duì)比顏色對(duì)比：在視場(chǎng)中，相鄰區(qū)域的不同顏色相互影響。受視覺(jué)影響很大兩種顏色互相影響的結(jié)果，使每種顏色向其影響色的補(bǔ)色變化。兩種顏色的邊界，對(duì)比現(xiàn)象更加明顯。在色度學(xué)中，當(dāng)兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色時(shí)，這兩種顏色稱(chēng)為互補(bǔ)色。藍(lán)是黃的補(bǔ)色，青是紅的補(bǔ)色，品紅是綠的補(bǔ)色。人眼能分辨一百多種不同顏色，彩色圖象能表現(xiàn)更豐富的信息量。黑白圖像彩色圖像4.1.1顏色視覺(jué)(二)——顏色的性質(zhì)

顏色描述對(duì)遙感圖象很重要，顏色變換是遙感圖象處理的重要方法。

所有顏色都是對(duì)某段波長(zhǎng)有選擇地反射而對(duì)其它波長(zhǎng)吸收的結(jié)果顏色的性質(zhì)由明度、色調(diào)、飽和度來(lái)描述明度（Lightness,強(qiáng)度,Intensity）色調(diào)（Hue）飽和度(Saturation)4.1.1顏色視覺(jué)(二)——顏色的性質(zhì)：明度(Lightness)明度：是人眼對(duì)光源或物體明亮程度的感覺(jué)。與電磁波輻射亮度的概念不同，明度受人的視覺(jué)感受性和經(jīng)驗(yàn)影響。物體反射率越高，明度就越高。白比灰明度高，黃比紅明度高光源：亮度越大，明度越高黑白圖象：灰度、灰階白淺灰中灰深灰黑（a）明度軸灰度（明度）、灰階4.1.1顏色視覺(jué)(二)——顏色的性質(zhì)：色調(diào)(Hue)色調(diào)：是色彩彼此間相互區(qū)分的特性?？梢?jiàn)光波段的不同波長(zhǎng)刺激人眼產(chǎn)生了不同色彩（紅—紫）的感覺(jué)。顏色環(huán)從紅到紫是可見(jiàn)光譜上存在的顏色，每種顏色對(duì)應(yīng)一個(gè)波長(zhǎng)值，是光譜色。有時(shí)刺激人眼的光波不是單一波長(zhǎng)，而是一些波長(zhǎng)的組合，也可構(gòu)成一些顏色，但它們找不到對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)值，不叫光譜色。4.1.1顏色視覺(jué)(三)——顏色的性質(zhì)：飽和度(Saturation)飽和度：是彩色純潔的程度，即光譜中波長(zhǎng)段是否窄，頻率是否單一的表示。對(duì)于光源，發(fā)出的若是單色光就是最飽和的彩色，如激光。對(duì)于物體顏色，如果物體對(duì)光譜反射性有很高的選擇性，只反射很窄的波段則飽和度高。如果光源或物體反射光在某種波長(zhǎng)中混有許多其它波長(zhǎng)的光或混有白光則飽和度變低。黑白色只用明度描述，不用色調(diào)、飽和度描述。彩色I(xiàn)HS4.1.1顏色視覺(jué)（三）——顏色立體（球形）球形明度-色度-飽和度色彩坐標(biāo)系垂直坐標(biāo)軸代表亮度圓周代表色調(diào)，色度值從紅色中點(diǎn)處的0開(kāi)始，沿著球體圓周的逆時(shí)針?lè)较蛟黾语柡投让枋隽松实募兌?.1.1顏色視覺(jué)（三）——顏色立體（錐形）中間垂直軸代表明度中間水平面的圓周代表色調(diào)圓周上的半徑大小代表飽和度4.1.1顏色視覺(jué)（三）——顏色立體(孟賽爾顏色立體)4.1.2加色法與減色法(一)：顏色相加原理三原色：若三種顏色，其中的任一種都不能由其余二種顏色混合相加產(chǎn)生，三種顏色按一定比例混合，可以形成各種色調(diào)的顏色，則稱(chēng)之為三原色。實(shí)驗(yàn)證明，紅、綠、藍(lán)三種顏色是最優(yōu)的三原色。由三原色混合，可以產(chǎn)生其他顏色，稱(chēng)為加色法?；パa(bǔ)色：若兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色,這兩種顏色就稱(chēng)為互補(bǔ)色。4.1.2加色法與減色法(二)：色度圖顏色相加的原理可以用色度圖來(lái)表現(xiàn)，比加色法示意圖更接近實(shí)際情況，因?yàn)槊糠N波長(zhǎng)的光都可以用紅綠藍(lán)三原色相加產(chǎn)生。對(duì)任何一種顏色的光，當(dāng)匹配的各波長(zhǎng)光譜能量相同（等能光譜）時(shí)，都可以推算出其所需要的紅綠藍(lán)三原色的數(shù)量值。所有光譜色混合時(shí)，即形成等能光譜中的白光，且白光時(shí)由相同數(shù)量的紅綠藍(lán)三原色組成。設(shè)光的總能量為1，則白光由三原色各1/3構(gòu)成，即紅=綠=藍(lán)=1/3白，紅+綠+藍(lán)=白根據(jù)上述原理，設(shè)計(jì)了色度圖左圖代表色度圖上的色彩分布其中，x:紅色的比例；y:綠色的比例；藍(lán)色比例可由x+y+z=1導(dǎo)出弧形曲線代表光譜，線上每一點(diǎn)代表一種波長(zhǎng)（nm）和光譜顏色，曲線包圍的部分及直線部分代表非光譜色。色度圖可以粗略推算兩種顏色相混合得到的中間色，M和N兩種顏色按照一定比例合成，一定能得到MN連線上的中間色K（只要比例合適，MN上其他的點(diǎn)也可得到）連接C點(diǎn)與色度圖曲線內(nèi)的一點(diǎn)，可得該點(diǎn)的光譜，例如連接C與K，可得K點(diǎn)的光譜色(0.573um)該點(diǎn)距離C點(diǎn)的遠(yuǎn)近反映了C點(diǎn)的飽和度過(guò)C點(diǎn)的直線與邊緣交于兩個(gè)點(diǎn)，則兩個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的顏色一定是互補(bǔ)色，兩者混合可產(chǎn)生白光。4.1.2加色法與減色法(三)：減色法

減色法是從自然光（白光）中，減去一種或二種基色光而生成色彩的方法。顏料本身的色彩是由于本身選擇性地吸收了入射自然光中一定波長(zhǎng)的光，反射出未被吸收的色光而呈現(xiàn)出本身的色彩。例如，黃色顏料是由于本身吸收了自然光中的藍(lán)色光，反射出未被吸收的紅光和綠光疊加混合的結(jié)果；品紅顏料是由于吸收了自然光中的綠光，反射出紅光和藍(lán)光相加的結(jié)果；同樣，青顏料是由于吸收了自然光中的紅光成分，反射藍(lán)光與綠光的結(jié)果。4.1.2加色法與減色法(三)：減法三原色減法三原色：指加法三原色的補(bǔ)色，即黃、品紅和青色。用白光由紅、綠、藍(lán)三色組成這種理想模型來(lái)理解，可以認(rèn)為黃色，是減去藍(lán)色的的紅綠組合；同樣地，品紅色是減去綠色的紅藍(lán)組合，青色是減去紅色的藍(lán)綠組合。這樣，黃、品紅、青便是減色法的三原色。將彩色涂料的三色疊加時(shí)，由于光線依次通過(guò)減紅、減綠、減藍(lán)層就成黑色。只有當(dāng)涂料濃度不夠，減色不徹底時(shí)才會(huì)出現(xiàn)灰白色，但這仍是減色法而不是加色法。補(bǔ)充：遙感數(shù)字圖像的表現(xiàn)形式——黑白、彩色遙感影像常以照片（或數(shù)字影像）來(lái)表現(xiàn):單波段或全色波段表現(xiàn)為黑白圖像，三波段組合表現(xiàn)為彩色影像彩色：真彩色(truecolor)：（三波段組合）假彩色(falsecolor)：（三波段組合）偽彩色(pseudocolor)偽彩色(pseudocolor):灰度圖像的彩色表示或顯示黑白影像與彩色